大型商業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)分析

王邦南

（貴陽建筑勘察設(shè)計(jì)有限公司，貴州貴陽 550081）

0 引言

大型商業(yè)建筑承擔(dān)著帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的重要作用，具有建筑規(guī)模大、功能多樣、布局復(fù)雜、人員密集、疏散困難等特點(diǎn)，由此，如何合理規(guī)劃電氣系統(tǒng)已是現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)，相關(guān)人員需要時(shí)刻將保障業(yè)主生命及財(cái)產(chǎn)安全作為核心，以安全可靠、管理靈活、綠色環(huán)保、節(jié)能降耗、系統(tǒng)清晰作為設(shè)計(jì)原則，充分參考已有商業(yè)發(fā)展模式及未來運(yùn)營趨勢及時(shí)調(diào)整供電方案，提高大型商業(yè)建筑的安全系數(shù)。

1 大型商業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)原則

為保證使用安全，在設(shè)計(jì)大型商業(yè)建筑電氣系統(tǒng)時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)注意遵循以下3 點(diǎn)原則。①實(shí)用原則。我國大部分商業(yè)建筑的主要?jiǎng)恿碓淳褪请娏Γ羰请娏鬏敿斑\(yùn)行環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將直接影響整個(gè)建筑的運(yùn)作，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，因此，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)以實(shí)用性為主要原則，保證各設(shè)備均處于正常運(yùn)行的狀態(tài)，且電力充足、照明良好，以保障商業(yè)建筑的正常營業(yè)。②經(jīng)濟(jì)原則。大型商業(yè)建筑的最終目的就是增加當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)收益，電力作為推動(dòng)建筑運(yùn)行的核心要素，對其經(jīng)濟(jì)發(fā)展也具有極大影響，因此，在實(shí)際開展電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)期間，需以經(jīng)濟(jì)性為關(guān)鍵原則，充分考慮電力系統(tǒng)、設(shè)備的預(yù)算，精確控制成本，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。③節(jié)約原則。為積極響應(yīng)我國對節(jié)能減排、資源節(jié)約、生態(tài)環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的要求，在設(shè)計(jì)大型商業(yè)建筑電氣系統(tǒng)期間，相關(guān)人員應(yīng)落實(shí)以下兩點(diǎn)。a.避免電力資源的不合理浪費(fèi)，減少不可再生資源的消耗。b.盡量采用綠色環(huán)保建材，防止施工廢料對周邊環(huán)境產(chǎn)生影響，造成嚴(yán)重的生態(tài)污染問題[1]。

2 大型商業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)策略

大型商業(yè)建筑的設(shè)計(jì)為廣大群眾提供了全新的生活、消費(fèi)、社交方式，是多種商業(yè)模式的結(jié)合體，通過打造優(yōu)質(zhì)環(huán)境、宜人空間滿足群眾多樣化審美、消費(fèi)需求，進(jìn)一步帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。本文以思樂為置地廣場二期1 號(hào)樓電氣建設(shè)工程為例，項(xiàng)目整體面積約198493.1m2，整體由車庫、商業(yè)、住宅、辦公等使用功能模塊構(gòu)成，其中車庫占地面積52255.5m2，可滿足1414 輛汽車的停放要求，商業(yè)建筑占地面積93954.3m2，住宅占地面積26595.8m2，辦公建筑占地面積23752.7m2，公共配套面積621.4m2，整個(gè)建筑面積標(biāo)高100m，住宅塔樓標(biāo)高80.35m，商業(yè)裙樓標(biāo)高43.9m。為保證建筑使用質(zhì)量，相關(guān)設(shè)計(jì)人員逐漸提高了電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。整體項(xiàng)目建設(shè)施工效果如圖1 所示。

2.1 計(jì)算供電負(fù)荷

設(shè)計(jì)人員需精確掌握大型商業(yè)建筑的具體供電負(fù)荷，明確不同功能模塊的用電特點(diǎn)。其中，餐飲行業(yè)的用電負(fù)荷較大，而商鋪由于始終處于動(dòng)態(tài)變化的情況，因此建筑內(nèi)業(yè)主的用電負(fù)荷存在不確定性，計(jì)算難度較大。表1 為部分大型商業(yè)建筑各項(xiàng)負(fù)荷參數(shù)。由表1可知，商業(yè)建筑用電負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)值。以此為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)人員可綜合各建筑區(qū)域的開發(fā)定位、占地面積及功能業(yè)態(tài)，計(jì)算實(shí)際負(fù)荷，并依據(jù)不同的用電負(fù)荷量合理劃分等級，其中，一級包含經(jīng)營管理用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用電、消防補(bǔ)風(fēng)機(jī)、加壓送風(fēng)機(jī)、消防電梯等安防系統(tǒng)及設(shè)備用電、應(yīng)急照明用電、障礙照明用電、智能化系統(tǒng)、值班照明、走道照明、車庫照明、排污泵客梯用電，最大負(fù)荷容量為4650.9kW，二級包含自動(dòng)扶梯、客梯、生活水泵、空調(diào)通風(fēng)用電，最大負(fù)荷容量為171kW，三級則為小型商店建筑用電及其他電力負(fù)荷和一般照明，最大負(fù)荷容量為20710.7kW。隨后，即可得到精確的變壓器及配電干線系數(shù)，需注意，配電干線系數(shù)應(yīng)適當(dāng)增大，以便有效應(yīng)對后續(xù)的商業(yè)動(dòng)態(tài)發(fā)展需求。

表1 部分大型商業(yè)建筑各項(xiàng)負(fù)荷參數(shù)

2.2 設(shè)計(jì)消防警報(bào)

在本工程電氣設(shè)計(jì)方案中，主要采用了集中報(bào)警模式，將消火栓泵、噴淋泵、消防穩(wěn)壓泵、排煙風(fēng)機(jī)、加壓風(fēng)機(jī)等模塊統(tǒng)一交由消防控制室控制。若是出現(xiàn)一、二級負(fù)荷供電火災(zāi)問題時(shí)，需立即報(bào)警，嚴(yán)禁切斷建筑電源。在日常管控，應(yīng)合理加裝指示燈，并在消防水泵房等場所設(shè)計(jì)排水及防水設(shè)施，避免自動(dòng)噴水等裝置運(yùn)行后影響消防電源、滅火裝備及相關(guān)配電設(shè)備的正常使用。設(shè)計(jì)人員可引進(jìn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及DDC 控制系統(tǒng)，并接入城市火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)，起到實(shí)時(shí)監(jiān)控消防設(shè)備有序運(yùn)行、傳輸火警信息等作用。考慮到該建筑人員較為密集，火災(zāi)危害性較大，因此可設(shè)計(jì)電氣火災(zāi)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，加設(shè)遠(yuǎn)程遙控自動(dòng)水炮滅火裝置，并在餐飲區(qū)域額外設(shè)置可燃?xì)怏w預(yù)警設(shè)備及感溫火災(zāi)探測設(shè)備，在地下車庫等場所加裝點(diǎn)式感煙火災(zāi)探測設(shè)備，在變電所安裝氣體滅火設(shè)備，以便及時(shí)察覺火災(zāi)隱患。相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意各類電氣火災(zāi)、消防電源、防火監(jiān)控、智能集成等系統(tǒng)均具有統(tǒng)一的通信接口及協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)信息的順暢傳輸，及時(shí)反饋各類火災(zāi)警報(bào)狀態(tài)及信息[2]。

2.3 升級照明系統(tǒng)

在設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)確保與各功能區(qū)間風(fēng)格一致，并依據(jù)不同的使用要求調(diào)整照明氣氛、質(zhì)感、光色、色彩、色溫、照度。照明設(shè)計(jì)指標(biāo)如表2 所示。其中，商業(yè)街的營業(yè)區(qū)備用照明應(yīng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)。①照度應(yīng)大于正常照明裝置的10%，水平照度大于30Lx。②一般營業(yè)場所備用照明使用時(shí)間應(yīng)小于5s，重要場所則需單獨(dú)設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)，啟動(dòng)時(shí)間應(yīng)小于1.5s。③部分商店采用雙電源照明交叉供電模式，可將正常照明作為備用照明，并通過區(qū)域總電箱進(jìn)行線路切換。④疏散通道、安全出口、展覽廳、餐廳、商超等人員密集區(qū)域應(yīng)加裝智能疏散照明裝置，并在地面鋪設(shè)蓄光疏散指示標(biāo)志或視覺連續(xù)燈光。

表2 照明設(shè)計(jì)指標(biāo)

另外，相關(guān)設(shè)計(jì)人員也應(yīng)注意做好節(jié)能設(shè)計(jì)。①落實(shí)錯(cuò)峰供電系統(tǒng)，依據(jù)各區(qū)域用電需求調(diào)整供電方案，盡量避免系統(tǒng)變壓器長期處于過載工作狀態(tài)，利用調(diào)整負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間差的方式壓縮供電系統(tǒng)容量，并按照季節(jié)差異設(shè)計(jì)獨(dú)立的配電變壓器。②選用節(jié)能裝置，在變壓器低壓或高壓側(cè)集中加裝無功補(bǔ)償裝置，確保將兩側(cè)功率因數(shù)控制在0.95 及0.9 左右，若是設(shè)備本身負(fù)荷平穩(wěn)且容量大，可采取就地補(bǔ)償?shù)姆绞健＂壅{(diào)整用電設(shè)計(jì)。需充分利用自然光，商超營業(yè)廳、門廳等可加裝智能指明系統(tǒng)，各類通行、疏散區(qū)域則可利用定時(shí)開關(guān)、光電控制、間歇照明等方式進(jìn)行控制。④做好漏電保護(hù)，所有插座回路、電開水爐回路、干手器回路、采用T 接地型式的室外照明回路均需額外加設(shè)設(shè)漏電斷路器保護(hù)。漏電斷路器動(dòng)作電流大于30mA，且動(dòng)作時(shí)間小于0.1s。

2.4 細(xì)化電氣計(jì)量

在電氣使用期間，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需提前做好電氣計(jì)量，避免出現(xiàn)電表漏裝、區(qū)域劃分混亂等問題，造成電力計(jì)量不準(zhǔn)確，導(dǎo)致能源及資金的浪費(fèi)。在方案設(shè)計(jì)中，可對液態(tài)共用裝置及出租廣告牌設(shè)計(jì)單獨(dú)計(jì)量模塊，將空調(diào)設(shè)備、公共照明、制冷機(jī)房等納入商業(yè)街內(nèi)部考核計(jì)量范圍。大型租戶可加裝數(shù)顯表，或定時(shí)出票，小型租戶則可使用磁卡表。相關(guān)設(shè)計(jì)人員需參考供電設(shè)計(jì)方案的實(shí)際使用效率，設(shè)計(jì)不同的電力計(jì)量模式，提高計(jì)量結(jié)果的精準(zhǔn)性[3]。

2.5 優(yōu)化防雷系統(tǒng)

（1）在設(shè)計(jì)防雷系統(tǒng)時(shí)，需注意凡突出屋面的所有金屬構(gòu)件，如衛(wèi)星天線基座、電視天線金屬桿、金屬通風(fēng)管、屋項(xiàng)風(fēng)機(jī)、金屬屋面、金屬物架、擦窗機(jī)及其軌道等均應(yīng)以焊接的方式與接閃帶連接，且焊接處應(yīng)加涂防腐瀝青。突出屋面的放散管、風(fēng)管、煙囪等非金屬物體可直接設(shè)置接閃帶。

（2）若是利用低壓配電的供電方式，需引進(jìn)TN-S系統(tǒng)，使得保護(hù)地線、零線可分別接入接地點(diǎn)。

（3）變壓器中性點(diǎn)接地、防雷接地、電氣設(shè)備保護(hù)接地等需共用一個(gè)地級，且電阻小于0.5Ω，否則需額外加裝人工接地裝置。

（4）可利用等電位連接的方式，將建筑金屬構(gòu)件、保護(hù)干線、設(shè)備進(jìn)線等構(gòu)建為統(tǒng)一閉環(huán)。

2.6 完善交配電系統(tǒng)

在開展電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)期間，需考慮建筑使用期間電路的最大載荷能力，并參考供電安全性及變配電的使用效能，設(shè)計(jì)科學(xué)的交配電系統(tǒng)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)呐潆娋€路。本工程從110kV 的市政變電站引來兩路10kV 電源，可利用分段配送的方式保證高壓電及時(shí)運(yùn)送至指定區(qū)域，確保每路高壓均處于可承載負(fù)荷范圍內(nèi)，避免部分區(qū)域出現(xiàn)突發(fā)情況影響整個(gè)用電系統(tǒng)的運(yùn)作，提高電力運(yùn)行穩(wěn)定性。在配送電壓期間，則需要引進(jìn)單母線，具體設(shè)計(jì)思路與高壓電配送模式類似，但需額外增加變壓器，以實(shí)現(xiàn)電力的平穩(wěn)傳輸，使得電壓在進(jìn)入建筑后，各區(qū)間用電量差異不會(huì)影響電氣的有序運(yùn)轉(zhuǎn)[4]。

2.7 加裝公共配電箱

設(shè)計(jì)人員需在建設(shè)前期做好公共配電箱的設(shè)計(jì)工作，充分參考二次裝修、業(yè)主裝修要求需要等因素，預(yù)留充足的電源，維持建筑的有序運(yùn)行。相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意做到以下3 點(diǎn)。①保留充足的電量，可依據(jù)具體建筑構(gòu)造及各區(qū)域供電裝置數(shù)量計(jì)算保留電量，有效提升其實(shí)際運(yùn)行效率。②重視裝修服務(wù)，將配電箱按照常用及應(yīng)急兩個(gè)層次進(jìn)行劃分，確保在后續(xù)的裝修施工期間可精確找到電器配電區(qū)間，保證用電效率，避免出現(xiàn)不合理的浪費(fèi)，且設(shè)計(jì)人員應(yīng)綜合考量儲(chǔ)藏室、樓梯間等無須裝修的區(qū)域，加裝獨(dú)立的配電箱，避免與公共配電箱形成相互干擾的關(guān)系。③控制公共照明，需確保各接觸器均以岔開的方式完成供電，防止出現(xiàn)回路情況，導(dǎo)致大規(guī)模停電，進(jìn)而造成嚴(yán)重的安全問題。

2.8 選擇纜線及斷路器

高壓進(jìn)線電纜由供電部門確定，其他高壓電纜可選用規(guī)格為YJV-8.7/15kV 的交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套銅芯電力電纜。低壓出線電纜可選用規(guī)格為WDZ-YJFE-1kV 輻照交聯(lián)乙烯絕緣，確保其可在90℃的條件下工作。應(yīng)急（母線）出線、柴油發(fā)電機(jī)出線、變配電室至消防水泵房電纜需選用采用規(guī)格為NG-A 的隔離型柔性礦物絕緣防火電纜，確保其承受105℃的高溫。電纜應(yīng)盡可能明敷在橋架上，普通電纜與應(yīng)急電源電纜應(yīng)分設(shè)橋架或采取隔離措施，使其在豎井內(nèi)距離大于300mm。若不敷設(shè)在橋架上，應(yīng)穿SC 熱鍍鋅鋼管，并暗敷SC32 及以下規(guī)格的管線，明敷SC40 以上規(guī)格的管線。若是需要垂直敷設(shè)管線，應(yīng)在適當(dāng)位置增設(shè)拉線盒。其中，50mm2及以下，需每隔30m 設(shè)一個(gè)拉線盒，70～90mm2每隔20m 設(shè)一個(gè)拉線盒，120～240mm2每隔18m 設(shè)一個(gè)拉線盒，避免電力的不合理浪費(fèi)[5]。

3 結(jié)語

綜上而言，本文以思樂為置地廣場二期1 號(hào)樓為例，對現(xiàn)有電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行總結(jié)，從計(jì)算供電負(fù)荷、設(shè)計(jì)消防警報(bào)、升級照明系統(tǒng)、細(xì)化電氣計(jì)量、優(yōu)化防雷系統(tǒng)、完善交配電系統(tǒng)、加裝公共配電箱、選擇纜線及斷路器等角度入手，提高電氣系統(tǒng)的綜合性、復(fù)雜性，同時(shí)積極響應(yīng)國家對于降耗增效的相關(guān)要求，以此為廣大群眾提供舒適、高效、安全、便捷的商業(yè)綜合體，滿足多元化消費(fèi)、服務(wù)需求。